用于测定车辆中转向装置的齿条力的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于确定车辆中转向装置（2）的齿条力的方法，根据多个模型确定齿条力（forZS），其中，借助第一模型（52）产生齿条力（forZS）的涉及行驶过程的分量（forESM）并且至少借助第二模型（54）产生齿条力（forZS）的涉及停车过程的分量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测定车辆中转向装置的齿条力的方法
本专利技术涉及一种用于测定车辆中转向装置的齿条力的方法。本专利技术也涉及一种车辆中的转向系统。此外，本专利技术还涉及一种车辆中转向装置的控制和/或调节装置以及一种计算机程序，该计算机程序可在控制和/或调节装置上运行。
技术介绍
在现代的转向装置、例如电动助力转向（EPS）或所谓的线控（SbW）转向系统中确定作用在转向器、例如方向盘上的额定转向力矩，以便辅助驾驶员施加的力或抑制驾驶员施加的力。目前所使用的EPS转向体统基于当前齿条力生成一个EPS马达力矩，以便为驾驶员提供相应的转向辅助。齿条力主要受当前侧向滑动力影响。因此当前齿条力的主要部分相当于横向加速度。但齿条力不仅由驶过弯道时出现的侧向力决定，而且当前行驶情况的多个其它参数也对齿条力有影响、例如路面情况（不平度、车辙、摩擦系数）。此外，其它功能也可参与到额定转向力矩的产生中，以便使驾驶员获得希望且舒适的转向感觉，在此，一方面不希望的干扰不应影响额定转向力矩，另一方面应将与安全有关的信息、尤其是有关路面的当前情况通过转向力矩告知驾驶员。但与液压转向系统相比，这种EPS转向系统在反馈行驶状态方面显示出缺点。在已知的EPS转向系统中基于EPS执行器相对大的惯性而仅有限地通过可察觉的转向力矩向驾驶员反映尤其是在公路摩擦系数不同时或在行驶动力学极限范围中、例如在转向不足或过度转向时的特性。已知，借助一个设置在齿条上的力矩传感器或通过借助基于转向系统模型的所谓的观察器确定当前齿条力。这种方法例如由DE10332023A1公开。在该文献中，为了确定用于车辆转向的转向力矩，根据第一种实施例根据出现在被转向车轮上的侧向力来确定转向力矩，并且根据另一种实施例，根据实际转向力矩来确定转向力矩。该已知的方法规定，借助传感器或基于车辆转向模型根据横向加速度、转向角和车辆速度中至少一个参数估算或模拟侧向力。借助已知方法确定的齿条力根据其品质反映实际出现在车辆前轴或齿条上的力情况。当该力被用作基础来产生所谓的希望转向力矩时，驾驶员获得关于车辆特性或路面情况很好的反馈。基于当前齿条力产生的驾驶员希望转向力矩不仅包括本来所需的水平而且也包括具有不同表现的各种干扰。这些干扰例如与轴的结构方式或车辆的基本结构有关。干扰在此可理解为多种路面条件、例如不平度、凹陷轮迹或侧倾。其它干扰可基于被转向前轴上的纵向动力学事件产生，例如前轮驱动车辆中驱动轴的不同长度、主动驱动部件例如全轮驱动装置或用于将驱动力矩可变分配到前轮上的部件。另一并且必要时也被认为是干扰的影响可通过装载车辆产生并且通常尤其是基于前轴负荷。简单而言，作用于转向装置的齿条力随着前轴负荷的增加而增大。车轮的轮胎也额外影响齿条力或额定转向力矩。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，为设有电动助力转向（EPS）的车辆的转向装置生成一个齿条力，该齿条力一方面构成特别好的基础用来产生驾驶员希望力矩并且另一方面尽可能没有干扰。该任务通过开头所提类型的方法以下述方式来解决：根据多个模型确定齿条力，其中借助第一模型产生齿条力涉及行驶过程的分量并且借助第二模型产生齿条力涉及停车过程的分量。该任务也通过车辆中这样的转向装置来解决，即，该转向装置包括用于实施根据本专利技术方法的手段。该手段例如被实现为在控制和/或调节装置中运行的计算机程序的形式。控制和/或调节装置中在下文中又称为“控制器”。本专利技术有利的扩展方案由从属权利要求给出，这些特征无论单独还是在不同的组合中都可对本专利技术是重要的，且对此不再明确指出。本专利技术的优点在于：即使在不同的行驶情况或运行条件下始终可为车辆的驾驶员提供尽可能可靠的关于车辆特性或路面情况的信息，其方式是，根据用于相应行驶情况的优化的模型形成用于产生驾驶员希望转向力矩的齿条力，其中，借助模型并且根据当前行驶情况产生齿条力或齿条力的各个分量。根据本专利技术，用借助多个模型模拟的齿条力来代替用于待生成额定转向力矩的齿条力。这以下述方式实现：用于多个行驶情况和运行状态的模拟的齿条力可与实际齿条力比拟。此外，根据本专利技术的方法规定：根据车辆的行驶情况和/或运行参数加权模拟的齿条力和实际齿条力并且将其合并为合齿条力，借助该合齿条力可确定额定转向力矩。因此模拟的齿条力可适配实际齿条力，以致在例如摩擦系数改变时，根据本专利技术模拟的齿条力始终足够精确地等于实际齿条力并且因此始终能够向驾驶员进行优化的反馈，而实际齿条力中存在的干扰却不会对驾驶员希望力矩产生不利影响。由此产生如下优点，即能够在极大范围的可能的行驶情况内最佳地形成根据本专利技术模拟的齿条力。可借助传感器或替换地由其它参数来确定用于适配的实际齿条力，所述其它参数表征转向装置或作用于转向装置的力和/或调节件。为产生模拟的齿条力优选使用至少一个下述参数：-转向器的方向盘角度；-车轮转向角；-侧偏角；-车辆速度；-车辆横向加速度；-车辆偏转速度；-车辆被转向轴的侧向力；-表征车辆过度转向或转向不足的参数；-执行器的位置；和/或-转速、转矩或当前被置入的挡。因此可将车辆的运行和相应的运行情况纳入根据本专利技术的模拟的齿条力的确定中。所述参数可单独或以任意组合进行运算并且加入到模拟的齿条力中。由此模拟的齿条力可特别好地适配实际齿条力。本专利技术的一种方案规定：使用PI调节器加权和合并模拟的齿条力和实际齿条力。这可借助所谓的预调来进行并且优选这样实施，使得合齿条力具有定义且连续的时间进程。本专利技术的一种方案规定，借助下述元件确定齿条力：-用于说明车辆行驶过程的模型；-用于说明车辆停车过程的模型。此外，优选使用下述元件：-用于说明车轴滞后特性的模型，该模型也可相应于用于说明停车过程的模型；-用于说明至少一个力的模型，该力通过车辆根据车轮转向角的抬起而产生并且作用于齿条；和/或-用于加权和合并模拟的齿条力和实际齿条力的适配方框。第一模型包括用于说明车辆行驶过程的参数。在此模拟的齿条力的第一部分主要由车轮转向角和车辆速度来确定。此外所谓的单轨模型（Einspurmodell）构成基础，其中，根据车轮侧偏角通过非线性关系确定车轮侧向力。由此产生所谓的标称模型，接着通过根据当前行驶情况——例如基于路面或车轮变化的摩擦系数——修改前轮或后轮的侧向力来适配该标称模型。在此在使用当前的车轮横向加速度和偏转率或偏转加速度的情况下确定所述侧向力。例如使用具有预调分量的PI调节器进行适配，其中预调分量为借助单轨模型确定的模拟力。PI调节器的理论值例如是由模拟力、即根据单轨模型模拟的侧向力和实际侧向力得到的可变的平均值。在此该平均值的形成可根据多个参数进行、例如侧偏角。例如可这样设计平均值的形成，使得对于正常行驶情况而言模拟力非常接近例如100%。随着侧偏角正大，实际侧向力的分量也增大并且模拟力的分量相应减小。例如在10°侧偏角angSID时，这样的平均值是适合的，在其中两个分量各占50%。由此有利的是可考虑由相应路面特性和轮胎特性产生的减小的摩擦系数。如此适配的前轴侧向力可用于确定模拟的齿条力。为了由其确定复位力矩，适配的侧向力可与所谓的虚拟的主销后倾角（Nachlauf）相乘。虚拟主销后倾角根据前轴侧偏角通过非线性特征曲线来表征并且相应于所谓的标称设定（Nominalvorstellung）参数化。以这种方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定车辆中的转向装置(2)的齿条力的方法，其特征在于，根据多个模型确定齿条力(forZS)，其中，借助第一模型(52)产生齿条力(forZS)的涉及行驶过程的分量(forESM)并且至少借助第二模型(54)产生齿条力(forZS)的涉及停车过程的分量，并且至少为涉及行驶过程的分量(forESM)根据至少一个侧向力(fyADA)进行适配，该侧向力(fyADA)根据借助单轨模型形成的模拟的侧向力(fyMDL)、实际侧向力(fyFZG)和侧偏角(angSID)产生。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助另一模型(58)产生齿条力(forZS)的相应于升力的分量(forHUB)。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，借助另一模型(58)产生齿条力(forZS)的相应于在较大转向角的情况下出现的升力的分量(forHUB)。4.根据上述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，借助第二模型(54)或借助又一另外的模型(56)产生齿条力(forZS)的说明至少一个轴的滞后特性的分量(forHYS)。5.根据上述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，根据至少一个下述参数确定所述涉及行驶过程的分量(forESM)：车轮转向角(angRW)或与该车轮转向角相对应的参数；车辆速度(velV)；车辆横向加速度(accLAT)；偏转速度(anvYAW)。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据多个下述参数确定所述涉及行驶过程的分量(forESM)：车轮转向角(angRW)或与该车轮转向角相对应的参数；车辆速度(velV)；车辆横向加速度(accLAT)；偏转速度(anvYAW)。7.根据上述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，根据至少一个下述参数确定涉及停车过程的分量：车轮转向角(angRW)或与该车轮转向角相对应的参数；车辆速度(velV)。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据多个下述参数确定涉及停车过程的分量：车轮转向角(angRW)或...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·施特雷克尔，T·沃纳，
申请(专利权)人：ZF操作系统有限公司，
类型：
国别省市：